JP3833834B2 - Valve operating device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば吸気弁あるいは排気弁の開閉時期及びバルブリフト量を機関運転状態に応じて可変にできる内燃機関の動弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の従来の内燃機関の動弁装置としては、SAE970338に記載されたものが知られている。
【0003】
図11に基づいて概略を説明すれば、機関のシリンダヘッド上に前後方向に沿って配置されて、機関のクランク軸によって回転駆動される駆動軸1と、該駆動軸1に揺動自在に支持されて、例えば吸気弁2のバルブリフター3の上面3aに摺接して該吸気弁2を図外のバルブスプリングのばね力に抗して開作動させる揺動カム4と、駆動軸1と揺動カム4との間に設けられて、駆動軸1の回転力をリフト力に変換して揺動カム4に伝達する伝達機構5とを備えている。この伝達機構5は、駆動軸1の外周に固定された第1平歯車6と、該第1平歯車6の上方位置に配置されたクランクシャフト7と、該クランクシャフト7に固定されて第1平歯車6に噛合する第2平歯車8と、クランクシャフト7と揺動カム4とを連結ピン9を介して連係する連結リンク10とから構成されている。
【0004】
そして、駆動軸1及び第1平歯車6の一方向(矢印)の回転に伴い第2平歯車8及びクランクシャフト7が回転して連結リンク10により揺動カム4を矢印方向へ揺動させる。これによって、揺動カム4は、下面のカム面4aがバルブリフター3の上面3aに摺接しながら吸気弁2をバルブスプリングのばね力に抗して押圧あるいは押圧を解除して開閉作動させるようになっている。したがって、バルブリフト特性は、比較的大きなリフト特性が得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の可変動弁装置にあっては、駆動軸1の1回転中の揺動カム4のカム面4aに対するバルブスプリングのばね反力の方向(法線h)が、揺動カム4の枢支点である連結ピン9の内側、つまり図12に示すように連結ピン9と駆動軸1との軸心間に常に位置するようになっている。
【0006】
すなわち、揺動カム4がバルブリフター3の上面3aを摺接しながら該バルブリフター3を押圧あるいは押圧を解除して吸気弁2を開閉作動している際に、バルブリフター3を介して揺動カム4に作用するバルブスプリングのばね反力方向(法線h)が最小,最大リフト領域に拘わらず、常時連結ピン9と駆動軸1との軸心間に位置している。
【0007】
このため、揺動カム4は、バルブスプリングのばね力によって連結ピン9と反対側、つまり駆動軸1側が常に上方に押圧された状態になり、したがって、駆動軸1に軸受された支持孔4dの内周面の下端部4eが駆動軸1の外周面1aの下端部1bに常に圧接摺動した形になる。この結果、該両下端部1b,4eの間に局部的な摩耗が発生し易くなり、耐久性が低下するおそれがある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の装置の実情に鑑みて案出されたもので、請求項1記載の発明は、機関のクランク軸に同期して回転し、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、シリンダヘッド内に摺動自在に支持されて、機関弁に押圧力を伝達するバルブリフターと、前記駆動軸あるいは該駆動軸と平行な支軸の外周面に支持孔を介して揺動自在に支持されていると共に、端部に設けられた枢支点に前記駆動カムの回転力を揺動力として伝達する伝達機構から揺動力が伝達されることにより、前記駆動カムの回転に伴い前記バルブリフターの上面を押圧してバルブスプリングのばね反力に抗して機関弁を開作動させる揺動カムと、を備えた内燃機関の動弁装置であって、前記バルブスプリングのばね反力による前記枢支点回りのモーメントにより前記支持孔の内周面と前記駆動軸あるいは前記支軸の外周面との間に作用する荷重方向が反転するような位置に前記枢支点を配置したことを特徴としている。
【0009】
本発明によれば、機関弁の例えば大バルブリフト領域において、揺動カムがバルブリフターの上面上を摺接している際に、バルブスプリングのばね反力の方向はベースサークル領域では揺動カムの枢支点から駆動軸との間に位置するものの、リフト領域では枢支点を中心として駆動軸と反対側に移動することになる。したがって、枢支点から駆動軸との間に位置する間では、揺動カムの支持孔の駆動軸に対する圧接摺動位置が支持孔の内周面下端部になるが、駆動軸と反対側に位置する間では、揺動カムは枢支点を中心に駆動軸側が下方へ反転する方向に力が作用するため、駆動軸に対する圧接摺動位置が支持孔の内周面の上端部側になる。このため、揺動カムの支持孔の内周面と駆動軸の外周面との間に局部的な摩耗の発生が防止される。
【0010】
請求項2記載の発明は、機関のクランク軸に同期して回転し、外周に駆動カムが設けられた駆動軸と、シリンダヘッド内に摺動自在に支持されて、機関弁に押圧力を伝達するバルブリフターと、前記駆動軸あるいは該駆動軸と平行な支軸の外周面に支持孔を介して揺動自在に支持されていると共に、端部に設けられた枢支点に前記駆動カムの回転力を揺動力として伝達する伝達機構から揺動力が伝達されることにより、前記駆動カムの回転に伴い前記バルブリフターの上面を押圧してバルブスプリングのばね反力に抗して機関弁を開作動させる揺動カムと、機関運転状態に応じて前記機関弁のバルブリフト量が小さく制御されている状態では、前記バルブスプリングのばね反力による前記支持孔の内周面と前記駆動軸あるいは前記支軸の外周面との間の荷重方向が常に一方側となり、前記可変機構によりバルブリフト量が大きく制御されている状態では、前記バルブスプリングのばね反力による前記枢支点回りのモーメントにより、前記支持孔の内周面と前記駆動軸あるいは支軸の外周面との間に作用する荷重方向が反転するような位置に前記枢支点を配置したことを特徴としている。
【0011】
したがって、機関運転状態に応じてバルブタイミングおよびバルブリフト量を可変にできることにより、機関性能を十分に発揮させることができる。
【0012】
請求項3記載の発明にあっては、前記伝達機構は、一端部が駆動カムの外周に摺動自在に嵌合したリンクアームと、支持軸に揺動自在に設けられて、一端部がリンクアームの他端部に回転自在に連係したロッカアームと、一端部がロッカアームの他端部に連係し、他端部が揺動カムの端部に回転自在に連結して前記枢支点を構成するリンクロッドとを備えたことを特徴としている。
【0013】
したがって、前記揺動カムは、伝達機構によって常にその揺動範囲が制御されるため、例えば機関高回転時における所定以上の過度な揺動を規制することが可能になる。
【0014】
請求項4記載の発明は、前記駆動軸の内部軸方向に油通路を形成すると共に、該駆動軸の周壁に前記油通路と揺動カムの支持孔内周面とを連通する油孔を形成したことを特徴としている。
【0015】
したがって、揺動カムの支持孔内周面と駆動軸の外周面との間の潤滑性が向上して、両者間の摩耗の発生をさらに防止することができる。
【0016】
請求項5記載の発明は、前記バルブリフターの揺動カムと摺接する上面を円弧状に形成したことを特徴としている。
【0017】
この発明によれば、バルブリフターに対する揺動カムのカム面の当接位置を変化させることができ、したがってバルブスプリングのばね反力の方向を枢支点から駆動軸の反対側に容易に設定することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の動弁装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。この実施形態の動弁装置は、1気筒あたり2つの吸気弁を備えかつ吸気弁のバルリフト量を機関運転状態に応じて可変にする可変機構を備えたものを示している。
【0019】
すなわち、この動弁装置は、シリンダヘッド11に図外のバルブガイドを介して摺動自在に設けられた一対の吸気弁12,12と、シリンダヘッド11上部の軸受14に回転自在に支持された中空状の駆動軸13と、該駆動軸13に圧入等により固設された偏心回転カムである2つの駆動カム15,15と、駆動軸13の外周面13aに揺動自在に支持されて、各吸気弁12,12の上端部に配設されたバルブリフター16,16に摺接して各吸気弁12,12を開作動させる揺動カム17,17と、駆動カム15と揺動カム17,17との間に連係されて、駆動カム15の回転力を揺動カム17,17の揺動力として伝達する伝達機構18と、該伝達機構18の作動位置を可変にする可変機構19とを備えている。
【0020】
前記駆動軸13は、機関前後方向に沿って配置されていると共に、一端部に設けられた図外の従動スプロケットや該従動スプロケットに巻装されたタイミングチェーン等を介して機関のクランク軸から回転力が伝達されており、この回転方向は図1中反時計方向に設定されている。また、この駆動軸13の内部軸方向には、図外のオイルメインギャラリに連通する油通路13bが形成されていると共に、周壁に一端が油通路13bに開口し、他端が外周面13aと揺動カム17,17の後述する支持孔20a内周面との間に開口した油孔13cが径方向に沿って貫通形成されている。
【0021】
前記軸受14は、シリンダヘッド11の上端部に設けられて駆動軸13の上部を支持するメインブラケット14aと、該メインブラケット14aの上端部に設けられて後述する支持軸である制御軸32を回転自在に支持するサブブラケット14bとを有し、両ブラケット14a,14bが一対のボルト14c,14cによって上方から共締め固定されている。
【0022】
前記両駆動カム15は、図4にも示すように、ほぼリング状を呈し、小径なカム本体15aと、該カム本体15aの外端面に一体に設けられたフランジ部15bとからなり、内部軸方向に駆動軸挿通孔15cが貫通形成されていると共に、カム本体15aの軸心Xが駆動軸13の軸心Yから径方向へ所定量だけオフセットしている。また、この各駆動カム15は、駆動軸13に対し前記両バルブリフター16,16に干渉しない両外側に駆動軸挿通孔15cを介して圧入固定されていると共に、両方のカム本体15a,15aの外周面15d,15dが同一のカムプロフィールに形成されている。
【0023】
前記バルブリフター16,16は、有蓋円筒状に形成され、シリンダヘッド11の保持孔内に摺動自在に保持されていると共に、揺動カム17,17が摺接する上面16a,16aが機関巾方向に沿って円弧状に形成されている。
【0024】
前記揺動カム17は、図1〜図3及び図6,図7に示すようにほぼ横U字形状を呈し、ほぼ円環状の基端部20に駆動軸13が嵌挿されて回転自在に支持される支持孔20aが貫通形成されていると共に、一端部のカムノーズ部21にピン孔21aが貫通形成されている。また、揺動カム17の下面には、カム面22が形成され、基端部20側の基円面22aと該基円面22aからカムノーズ部21側に円弧状に延びるランプ面22bと該ランプ面22bからカムノーズ部21の先端側に有する最大リフトの頂面22cに連なるリフト面22dとが形成されており、該基円面22aとランプ面22bリフト面22d及び頂面22cとが、揺動カム17の揺動位置に応じて各バルブリフター16の上面16a所定位置に当接するようになっている。
【0025】
すなわち、図5に示すバルブリフト特性からみると、図1に示すように基円面22aの所定角度範囲θ1がベースサークル区間になり、ランプ面22bの前記ベースサークル区間θ1から所定角度範囲θ2がいわゆるランプ区間となり、さらにランプ面22bのランプ区間θ2から頂面22cまでの所定角度範囲θ3がリフト区間になるように設定されている。
【0026】
前記伝達機構18は、駆動軸13の上方に配置されたロッカアーム23と、該ロッカアーム23の一端部23aと駆動カム15とを連係するリンクアーム24と、ロッカアーム23の他端部23bと揺動カム17とを連係するリンクロッド25とを備えている。
【0027】
前記各ロッカアーム23は、図3に示すように平面からみてほぼクランク状に折曲形成され、中央に有する筒状基部23cが後述する制御カム33に回転自在に支持されている。また、各筒状基部23cの各外端部に突設された前記一端部23aには、ピン26が嵌入するピン孔23dが貫通形成されている一方、各基部23cの各内端部に夫々突設された前記他端部23bには、各リンクロッド25の一端部25aと連結するピン27が嵌入するピン孔23eが形成されている。
【0028】
また、前記リンクアーム24は、比較的大径な円環状の基部24aと、該基部24aの外周面所定位置に突設された突出端24bとを備え、基部24aの中央位置には、前記駆動カム15のカム本体15aの外周面に回転自在に嵌合する嵌合孔24cが形成されている一方、突出端24bには、前記ピン26が回転自在に挿通するピン孔24dが貫通形成されている。
【0029】
さらに、前記リンクロッド25は、図1にも示すように所定長さの直線状に形成され、円形状の両端部25a,25bには前記ロッカアーム23の他端部23bと揺動カム17のカムノーズ端部21の各ピン孔23e,21aに圧入した各ピン27,28の端部が回転自在に挿通するピン挿通孔25c,25dが貫通形成されており、前記ピン28の軸心28aが揺動カム17の枢支点になっている。
【0030】
そして、バルブリフター16,16の上面16a,16aを円弧状に形成することによって、前記駆動カム15,15の回転中における揺動カム17,17とバルブリフター16,16の移動当接点に作用するバルブスプリングのばね反力方向である法線h位置が、図7A,Bに示すように吸気弁12の最大リフト領域でピン28の軸心28aを中心として駆動軸13側寄りと該駆動軸13と反対側に変化させるようになっている。すなわち、揺動カム17,17のベースサークル領域では、図7Aに示すようにバルブスプリングのばね反力F1方向である法線h1は吸気弁12のバルブステムの軸線方向に沿って図中垂直方向になり、軸心28aから駆動軸13側寄りになっているが、リフト領域では、図7Bに示すようにばね反力F2の方向である法線h2は揺動カム17,17がバルブリフター16,16の外周縁に当接するために軸心28aを挟んだ駆動軸13と反対側の位置になるように設定されている。
【0031】
一方、吸気弁12,12の小作動角域では、図6A,Bに示すように揺動カム17,17はバルブリフター16,16の上面16a,16aのほぼ中央位置に常時当接するため、法線h1,h2が軸心28aよりも駆動軸13側に位置するように設定されている。
【0032】
尚、各ピン26,27,28の一端部には、リンクアーム24やリンクロッド25の軸方向の移動を規制するスナップリング29,30,31,が設けられている。
【0033】
前記可変機構19は、駆動軸13の上方位置に同じ軸受14に回転自在に支持された制御軸32と、該制御軸32の外周に固定されてロッカアーム23の揺動支点となる制御カム33とを備えている。
【0034】
前記各制御カム33は、夫々円筒状を呈し、図1に示すように軸心P1位置が制御軸32の軸心P2からα分だけ偏倚している。
【0035】
前記制御軸32は、駆動軸13と並行に延設されて、一端部に設けられた図外の電磁アクチュエータによって所定回転角度範囲内で回転するように制御されており、前記電磁アクチュエータは、機関の運転状態を検出する図外のコントローラからの制御信号によって駆動するようになっている。コントローラは、クランク角センサやエアーフローメータ,水温センサ等の各種のセンサからの検出信号に基づいて現在の機関運転状態を演算等により検出して、前記電磁アクチュエータに制御信号を出力している。
【0036】
以下、本実施形態の作用を説明すれば、まず、機関低速低負荷時には、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュエータが一方に回転駆動される。このため、制御カム33は、軸心P1が図6A,Bに示すように制御軸32の軸心P2から左上方の回動位置に保持され、厚肉部33aが駆動軸13から上方向に離間移動する。このため、ロッカアーム23は、全体が駆動軸13に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム17は、リンクロッド25を介して端部23が強制的に若干引き上げられて全体が左方向へ回動する。
【0037】
したがって、図6A,Bに示すように駆動カム15が回転してリンクアーム24を介してロッカアーム23の一端部23aを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド25を介して揺動カム17及びバルブリフター16に伝達されるが、そのリフト量L1は図6Bに示すように比較的小さくなる。
【0038】
よって、かかる低速低負荷域では、図8の破線で示すようにバルブリフト量が小さくなると共に、各吸気弁12の開時期が遅くなり、排気弁とのバルブオーバラップが小さくなる。このため、燃費の向上と機関の安定した回転が得られる。
【0039】
また、この小バルブリフト領域では、バルブスプリングのばね反力F1,F2の法線h1,h2は、軸心28aよりも駆動軸13側寄りになっているため、揺動カム17,17の支持孔20a,20a内周面から駆動軸13の外周面13aに作用する力f1,f2は内周面の下端部20bと外周面13aの下端部13dの一帯に掛かる。しかし、この時点での揺動カム17,17の揺動バルブリフト量は小さいため、バルブスプリングからのばね反力自身が小さく両下端部13d,20b間の摩耗の発生は少ない。しかも、この時点では、法線h1,h2が揺動カム17の揺動中心側の領域内だけを移動するようになっているため、より小さなバルブリフトを実現できる。
【0040】
一方、機関高速高負荷時に移行した場合は、コントローラからの制御信号によって電磁アクチュエータが反対方向に回転駆動される。したがって、図7A,Bに示すように制御軸32が、制御カム33を図6に示す位置から反時計方向に回転させ、軸心P1(厚肉部33a)を下方向へ移動させる。このため、ロッカアーム23は、今度は全体が駆動軸13方向(下方向)に移動して他端部23bが揺動カム17のカムノーズ部21をリンクロッド25を介して下方へ押圧して該揺動カム17全体を所定量だけ時計方向へ回動させる。
【0041】
したがって、揺動カム17のバルブリフター16上面16aに対するカム面22の当接位置が図7A,Bに示すように右方向位置に移動する。このため、図7Aに示すように駆動カム15が回転してロッカアーム23の一端部23aをリンクアーム24を介して押し上げると、バルブリフター16に対するそのリフト量L2は図7Bに示すように大きくなる。
【0042】
よって、かかる高速高負荷域では、カムリフト特性が低速低負荷域に比較して大きくなり、図8の実線で示すようにバルブリフト量も大きくなると共に、各吸気弁12の開時期が早くなると共に、閉時期が遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上し、十分な出力が確保できる。
【0043】
また、前述のようにかかる大バルブリフト領域すなわちバルブスプリングからのばね反力の大きい領域では、バルブリフター16上面16aに対するカム面22の当接位置が図7Bに示すように、最大リフト付近で上面16aの孔縁付近になるため、バルブスプリングのばね反力F2の法線h2は軸心28aより外側、つまり軸心28aを挾んで駆動軸13の反対側になる。したがって、揺動カム17,17は、全体が軸心28aを支点とした図中反時計回りのモーメントMが作用し、今度は荷重f2で下方向へ押し付けられて、支持孔20aの内周面の上端部20cが駆動軸13外周面13aの上端部に圧接摺動するように荷重方向が反転する。
【0044】
この結果、支持孔20a内周面の下端部20bと駆動軸13の外周面13aの下端部13dとの圧接摺動が回避され、該両下端部13d,20bの局部的な発熱や摩耗の発生が防止される。
【0045】
しかも、支持孔20aの内周面と駆動軸13の外周面13aとの間には、油通路13b及び油孔13cから潤滑油が供給されるため、両面間の潤滑性能が向上する。また、前述のように、荷重の反転時には潤滑油のいわゆる絞り膜効果が起きて、潤滑油の負荷能力が向上すると共に、荷重の反転時に両面間の接触部に潤滑油が強制的に供給されるため、両面間の摩耗の発生を一層防止することが可能になる。
【0046】
また、揺動カム17,17は、伝達機構18、特にリンクロッド25によってその揺動範囲が制御されているため、機関高回転時などにおいて揺動速度が速くなっても所定以上の過度な揺動を規制することができる。
【0047】
図9は本発明の第2の実施形態を示し、リンクロッド25を駆動軸13側が凹状となる円弧状に折曲形成すると共に、バルブリフター16,16の上面16a,16aを平坦状に形成した。したがって、リンクロッド25を円弧状に折曲形成することによって、第1実施形態と同様に吸気弁12の最大リフト領域においてリフト域にバルブスプリングのはね反力の法線h2が軸心28aよりも外側に位置するように構成したものである。他の構成は第1の実施形態と同様である。
【0048】
したがって、この実施形態も駆動軸13の外周面13aと揺動カム17,17の支持孔20aの内周面との局部的な摩耗の発生が防止される。
【0049】
図10は本発明の第3の実施形態を示し、揺動カム22が駆動軸13とは独立した支軸100に支承されている。また、この支軸100の内部軸方向に油通路101が形成されていると共に、周壁に一端が揺動カム17の支持孔200に開口した油孔102が形成されている。この実施形態では、駆動軸13に揺動カム22からの力f2が作用しなくなるため、駆動軸13の局部的な摩耗を防止でき耐久性が向上する。一方、支軸100は前述(実施形態)と同じ原理で、耐摩耗性が向上する。尚、他の構成は第1の実施形態と同様である。
【0050】
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば本装置を排気弁側に適用することも可能であり、また可変機構19を有しない装置にも適用することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の動弁装置によれば、前記バルブスプリングのばね反力による前記枢支点回りのモーメントにより前記支持孔の内周面と前記駆動軸あるいは前記支軸の外周面との間に作用する荷重方向が反転するような位置に前記枢支点を配置したため、揺動カムの支持孔内周面と駆動軸あるいは支軸の外周面との局部的な摩耗の発生を防止することができる。
【0052】
請求項2記載の発明によれば、可変機構によって機関弁のバルブタイミングとバルブリフト量を可変にできるため、機関運転状態に応じた機関性能を充分に発揮させることができる。
【0053】
請求項3記載の発明によれば、機械的な伝達機構によって、例えば機関高回転時における揺動カムの過度な揺動が規制され、したがってバルブタイミング及びバルブリフトを高精度に制御できる。
【0054】
請求項4記載の発明によれば、揺動カムの支持孔内周面と駆動軸外周面との間の潤滑性能が大巾に向上し、両面間の摩耗の発生をさらに防止することが可能になる。
【0055】
請求項5記載の発明によれば、バルブリフターに対する揺動カムのカム面の当接位置を変化させることができるため、バルブスプリングのばね反力の方向を枢支点から駆動軸と反対側の外側に容易に設定することができる。また、かかるバルブリフターの上面を円弧状に形成することにより、前述の揺動カムに対するバルブスプリングばね反力の反転モーメントを大きくすることが可能になるため、支持孔内周面と駆動軸外周面との摩耗低減効果を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施態様を示す図2のA−A線断面図。
【図2】本実施態様を一部断面して示す側面図。
【図3】同実施態様の平面図。
【図4】同実施形態に供される駆動カムを示す斜視図。
【図5】揺動カムの基端面とカム面に対応したバルブリフト特性図。
【図6】A,Bは低速低負荷時の作用を示す図2のB−B線断面図。
【図7】A,Bは高速高負荷時の作用を示す図2のB−B線断面図。
【図8】本実施態様のバルブタイミングとバルブリフトの特性図。
【図9】本発明の第2の実施形態を示す断面図。
【図10】本発明の第3の実施形態を示す断面図。
【図11】従来の動弁装置を示す概略図。
【図12】同従来の動弁装置の作用説明図。
【符号の説明】
11…シリンダヘッド
12…吸気弁
13…駆動軸
13a…外周面
13d…下端部
13e…上端部
15…駆動カム
16…バルブリフター(フォロワ)
17…揺動カム
18…伝達機構
19…可変機構
20…基部
20a…支持孔
20b…下端部
20c…上端部
21…一端部
22…カム面
23…ロッカアーム
23a,23b…端部
24…リンクアーム
25…リンクロッド
28…ピン
28a…軸心(枢支点)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve operating apparatus for an internal combustion engine that can vary, for example, the opening / closing timing of an intake valve or an exhaust valve and the valve lift according to the engine operating state.
[0002]
[Prior art]
As this type of conventional valve operating apparatus for an internal combustion engine, one described in SAE 970338 is known.
[0003]
The outline will be described with reference to FIG. 11. The
[0004]
Then, as the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional variable valve operating device, the direction (normal h) of the spring reaction force of the valve spring against the
[0006]
That is, when the
[0007]
For this reason, the
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised in view of the actual situation of the conventional apparatus. The invention according to
[0009]
According to the present invention, when the swing cam is in sliding contact with the upper surface of the valve lifter in the large valve lift region of the engine valve, for example, the direction of the spring reaction force of the valve spring is in the base circle region. Although located between the pivot point and the drive shaft, the lift region moves to the opposite side of the drive shaft around the pivot point. Therefore, while it is located between the pivot point and the drive shaft, the sliding contact position of the support hole of the swing cam with respect to the drive shaft is the lower end of the inner peripheral surface of the support hole, but it is located on the opposite side of the drive shaft. In the meantime, since the force acts on the swing cam in the direction in which the drive shaft side is reversed downward with the pivot point as the center, the pressure contact sliding position with respect to the drive shaft is on the upper end side of the inner peripheral surface of the support hole. For this reason, local wear is prevented from occurring between the inner peripheral surface of the support hole of the swing cam and the outer peripheral surface of the drive shaft.
[0010]
The invention according to
[0011]
Therefore, the valve performance and the valve lift amount can be made variable according to the engine operation state, so that the engine performance can be sufficiently exhibited.
[0012]
In the invention of
[0013]
Therefore, since the swing range of the swing cam is always controlled by the transmission mechanism, it is possible to restrict excessive swing over a predetermined amount, for example, at high engine speed.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, an oil passage is formed in the inner shaft direction of the drive shaft, and an oil hole is formed in the peripheral wall of the drive shaft so as to communicate the oil passage and the inner peripheral surface of the support hole of the swing cam. It is characterized by that.
[0015]
Accordingly, the lubricity between the inner peripheral surface of the support hole of the swing cam and the outer peripheral surface of the drive shaft is improved, and the occurrence of wear between them can be further prevented.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, the upper surface of the valve lifter that is in sliding contact with the swing cam is formed in an arc shape.
[0017]
According to this invention, the contact position of the cam surface of the swing cam with respect to the valve lifter can be changed, and therefore the direction of the spring reaction force of the valve spring can be easily set from the pivot point to the opposite side of the drive shaft. Can do.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the valve gear of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The valve gear according to this embodiment is provided with a variable mechanism that includes two intake valves per cylinder and that makes the valve lift of the intake valves variable according to the engine operating state.
[0019]
That is, this valve operating device is rotatably supported by a pair of
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
As shown in FIG. 4, both the
[0023]
The valve lifters 16 and 16 are formed in a cylindrical shape with a lid, are slidably held in the holding holes of the
[0024]
The
[0025]
That is, when viewed from the valve lift characteristics shown in FIG. 5, as shown in FIG. 1, the predetermined angle range θ1 of the
[0026]
The
[0027]
As shown in FIG. 3, each of the
[0028]
The
[0029]
Further, as shown in FIG. 1, the
[0030]
The
[0031]
On the other hand, in the small operating angle region of the
[0032]
In addition, snap rings 29, 30, 31 for restricting the axial movement of the
[0033]
The
[0034]
Each of the
[0035]
The
[0036]
The operation of this embodiment will be described below. First, at the time of engine low speed and low load, the electromagnetic actuator is rotationally driven in one direction by a control signal from the controller. For this reason, the
[0037]
6A and 6B, when the
[0038]
Therefore, in such a low-speed and low-load region, as shown by the broken line in FIG. 8, the valve lift amount is reduced, the opening timing of each
[0039]
In this small valve lift region, the normal lines h 1 and h 2 of the spring reaction forces F 1 and F 2 of the valve spring are closer to the
[0040]
On the other hand, when the engine is shifted at high speed and high load, the electromagnetic actuator is rotationally driven in the opposite direction by a control signal from the controller. Therefore, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
[0041]
Therefore, the contact position of the
[0042]
Therefore, in such a high speed and high load region, the cam lift characteristic becomes larger than that in the low speed and low load region, the valve lift amount increases as shown by the solid line in FIG. 8, and the opening timing of each
[0043]
Further, the large area of the spring reaction force from the large valve lift area, that the valve spring according to as described above, the contact position of the
[0044]
As a result, the supporting pressure slide between the
[0045]
Moreover, since lubricating oil is supplied from the
[0046]
Further, since the swinging range of the
[0047]
FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention, in which the
[0048]
Therefore, this embodiment also prevents local wear between the outer
[0049]
FIG. 10 shows a third embodiment of the present invention, in which the
[0050]
In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, For example, this apparatus can also be applied to the exhaust valve side, and can also be applied to the apparatus which does not have the
[0051]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the valve operating device of the present invention, the inner peripheral surface of the support hole and the drive shaft or the support shaft are caused by the moment around the pivot point due to the spring reaction force of the valve spring. Since the pivot point is arranged at a position where the load direction acting between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface is reversed , local wear between the inner peripheral surface of the swing cam support hole and the outer peripheral surface of the drive shaft or the support shaft is prevented. Occurrence can be prevented.
[0052]
According to the second aspect of the present invention, the valve timing and the valve lift amount of the engine valve can be made variable by the variable mechanism, so that the engine performance corresponding to the engine operating state can be sufficiently exhibited.
[0053]
According to the third aspect of the present invention, excessive swinging of the swing cam at, for example, high engine speed is restricted by the mechanical transmission mechanism, and therefore the valve timing and valve lift can be controlled with high accuracy.
[0054]
According to the fourth aspect of the present invention, the lubrication performance between the inner peripheral surface of the support hole of the swing cam and the outer peripheral surface of the drive shaft can be greatly improved, and the occurrence of wear between both surfaces can be further prevented. become.
[0055]
According to the fifth aspect of the present invention, since the contact position of the cam surface of the swing cam with respect to the valve lifter can be changed, the direction of the spring reaction force of the valve spring is changed from the pivot point to the outer side opposite to the drive shaft. Can be set easily. In addition, by forming the upper surface of the valve lifter in an arc shape, it is possible to increase the reversal moment of the valve spring spring reaction force with respect to the aforementioned swing cam, so that the inner peripheral surface of the support hole and the outer peripheral surface of the drive shaft The effect of reducing wear can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing a part of the embodiment.
FIG. 3 is a plan view of the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a drive cam used in the embodiment.
FIG. 5 is a valve lift characteristic diagram corresponding to a base end surface and a cam surface of a swing cam.
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views taken along line BB in FIG.
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views taken along line B-B in FIG.
FIG. 8 is a characteristic diagram of valve timing and valve lift according to the present embodiment.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a schematic view showing a conventional valve gear.
FIG. 12 is an operation explanatory view of the conventional valve gear.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
17 ... oscillating
Claims (5)
シリンダヘッド内に摺動自在に支持されて、機関弁に押圧力を伝達するバルブリフターと、
前記駆動軸あるいは該駆動軸と平行な支軸の外周面に支持孔を介して揺動自在に支持されていると共に、端部に設けられた枢支点に前記駆動カムの回転力を揺動力として伝達する伝達機構から揺動力が伝達されることにより、前記駆動カムの回転に伴い前記バルブリフターの上面を押圧してバルブスプリングのばね反力に抗して機関弁を開作動させる揺動カムとを備えた内燃機関の動弁装置であって、
前記バルブスプリングのばね反力による前記枢支点回りのモーメントにより前記支持孔の内周面と前記駆動軸あるいは前記支軸の外周面との間に作用する荷重方向が反転するような位置に前記枢支点を配置したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。A drive shaft that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine and is provided with a drive cam on the outer periphery;
A valve lifter that is slidably supported in the cylinder head and transmits a pressing force to the engine valve;
The drive shaft or a support shaft parallel to the drive shaft is swingably supported through a support hole, and the rotational force of the drive cam is used as a swing force at a pivot point provided at the end. A swing cam that opens the engine valve against the spring reaction force of the valve spring by pressing the upper surface of the valve lifter as the drive cam rotates by transmitting the swing force from the transmission mechanism A valve operating apparatus for an internal combustion engine comprising:
The pivot is moved to a position where the load direction acting between the inner peripheral surface of the support hole and the outer peripheral surface of the drive shaft or the support shaft is reversed by the moment about the pivot point due to the spring reaction force of the valve spring. A valve operating apparatus for an internal combustion engine, wherein a fulcrum is arranged.
シリンダヘッド内に摺動自在に支持されて、機関弁に押圧力を伝達するバルブリフターと、
前記駆動軸あるいは該駆動軸と平行な支軸の外周面に支持孔を介して揺動自在に支持されていると共に、端部に設けられた枢支点に前記駆動カムの回転力を揺動力として伝達する伝達機構から揺動力が伝達されることにより、前記駆動カムの回転に伴い前記バルブリフターの上面を押圧してバルブスプリングのばね反力に抗して機関弁を開作動させる揺動カムと、
機関運転状態に応じて機関弁のバルブリフト量を可変制御する可変機構と、を備えた内燃機関の動弁装置であって、
前記可変機構によりバルブリフト量が小さく制御されている状態では、前記バルブスプリングのばね反力による前記支持孔の内周面と前記駆動軸あるいは前記支軸の外周面との間の荷重方向が常に一方側となり、前記可変機構によりバルブリフト量が大きく制御されている状態では、前記バルブスプリングのばね反力による前記枢支点回りのモーメントにより、前記支持孔の内周面と前記駆動軸あるいは支軸の外周面との間に作用する荷重方向が反転するような位置に前記枢支点を配置したことを特徴とする内燃機関の動弁装置。A drive shaft that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine and is provided with a drive cam on the outer periphery;
A valve lifter that is slidably supported in the cylinder head and transmits a pressing force to the engine valve;
The drive shaft or a support shaft parallel to the drive shaft is swingably supported through a support hole, and the rotational force of the drive cam is used as a swing force at a pivot point provided at the end. A swing cam that opens the engine valve against the spring reaction force of the valve spring by pressing the upper surface of the valve lifter as the drive cam rotates by transmitting the swing force from the transmission mechanism ,
A variable mechanism for variably controlling the valve lift amount of the engine valve according to the engine operation state,
In a state where the valve lift is controlled to be small by the variable mechanism, the load direction between the inner peripheral surface of the support hole and the outer peripheral surface of the drive shaft or the support shaft due to the spring reaction force of the valve spring is always In the state where the valve lift amount is largely controlled by the variable mechanism on one side, the inner peripheral surface of the support hole and the drive shaft or the support shaft are caused by the moment around the pivot point due to the spring reaction force of the valve spring. A valve operating apparatus for an internal combustion engine, characterized in that the pivot point is disposed at a position where a load direction acting between the outer peripheral surface and the outer peripheral surface of the internal combustion engine is reversed.
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